EP4333569A2 - Sensorüberwachte steckschnittstelle in einem durchführungsgehäuse - Google Patents

Sensorüberwachte steckschnittstelle in einem durchführungsgehäuse Download PDF

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EP4333569A2
EP4333569A2 EP24151371.2A EP24151371A EP4333569A2 EP 4333569 A2 EP4333569 A2 EP 4333569A2 EP 24151371 A EP24151371 A EP 24151371A EP 4333569 A2 EP4333569 A2 EP 4333569A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sensor
plug
data
interface
sensors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24151371.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4333569A3 (de
Inventor
Denny HELLIGE
Christian Behning
Christian Bohne
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harting Electric Stiftung and Co KG
Original Assignee
Harting Electric Stiftung and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Harting Electric Stiftung and Co KG filed Critical Harting Electric Stiftung and Co KG
Publication of EP4333569A2 publication Critical patent/EP4333569A2/de
Publication of EP4333569A3 publication Critical patent/EP4333569A3/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
    • H02G3/02—Details
    • H02G3/08—Distribution boxes; Connection or junction boxes
    • H02G3/086—Assembled boxes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61G—COUPLINGS; DRAUGHT AND BUFFING APPLIANCES
    • B61G5/00—Couplings for special purposes not otherwise provided for
    • B61G5/06—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables
    • B61G5/10—Couplings for special purposes not otherwise provided for for, or combined with, couplings or connectors for fluid conduits or electric cables for electric cables
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G3/00—Installations of electric cables or lines or protective tubing therefor in or on buildings, equivalent structures or vehicles
    • H02G3/02—Details
    • H02G3/08—Distribution boxes; Connection or junction boxes
    • H02G3/16—Distribution boxes; Connection or junction boxes structurally associated with support for line-connecting terminals within the box
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D11/00—Component parts of measuring arrangements not specially adapted for a specific variable
    • G01D11/24—Housings ; Casings for instruments
    • G01D11/245—Housings for sensors

Definitions

  • the invention is based on a sensor-monitored bushing housing for installation in a wagon of a train according to the preamble of independent claim 1.
  • Such plug-in interfaces are integrated in particular in feedthrough housings.
  • Bushing enclosures are required to route lines or cables from one closed area to another area or vice versa.
  • the DE 102 30 379 A1 shows an electrical contact coupling, comprising a first and a second contact carrier housing, which each accommodate a first and second contact carrier for first and second contact elements, which come into electrical contact with one another when coupling.
  • the EP 2 746 129 A1 shows a plug connection unit suitable for use in an electrical contact coupling of a rail-bound vehicle, in particular a train, for connecting a large number of cables of two vehicle parts, for transmitting electrical impulses and / or power, comprising a carrier and a large number of contacts attached to it.
  • the DE 10 2013 016550 A1 shows an electrical coupling unit for an electrical plug connection, in particular a charging plug for an electric vehicle, comprising a plug connector with at least two Contact elements and a sensor module for transmitting information obtained during monitoring.
  • the DE 10 2010 052667 A1 shows a device for detecting disturbances in a rolling movement of a wagon wheel of a train, comprising an evaluation unit comprising a vibration sensor.
  • the WO 03/029059 A1 shows a derailment detector for a vehicle, which is arranged in a housing for attachment to the vehicle.
  • the DE 10 2005 022 281 A1 shows an electronic unit comprising a housing, an electronic circuit housed in the housing, a connector attached to the housing, the connector having signal terminals connected to the electronic circuit, and an RFID tag with an antenna device attached to the connector is appropriate.
  • the EP 2 845 277 A2 shows a feedthrough housing.
  • the feedthrough housing has a plug-in interface that has contact elements for power and/or signal transmission.
  • a plug connector can be connected to the plug interface.
  • Such bushing housings are used in particular in the railway sector in order to connect the wagons of a train to one another with cables.
  • the lines can be live.
  • signal-carrying cables fiber optic cables
  • German Patent and Trademark Office has researched the following prior art in the priority application for this application: WO 2013/169650 A1 and WO 2015/148042 A1 .
  • the object of the invention is to provide plug-in interfaces for wagons of a train, the maintenance of which is low and at the same time reliable.
  • the sensor-monitored feedthrough housing has at least one plug-in interface.
  • the plug-in interface essentially consists of a recess located in the bushing housing, in which a holding frame equipped with plug-in connector modules is installed. From the publication EP 0 860 906 B1 Such a holding frame for holding connector modules and for installation in said recesses is known.
  • the connector modules have contact elements.
  • the contact elements are used for power and/or signal transmission.
  • the plug-in interface has at least two sensors, a first sensor and a second sensor.
  • the sensors can also be integrated in connector modules, for example.
  • the plug-in interface can only be connected to external sensors via cables, which are located, for example, near the chassis of the wagon.
  • a sensor box is arranged in the feedthrough housing. At least two sensors, a third sensor and a fourth sensor, are arranged within the sensor box.
  • the plug-in interface and the sensor box are connected to one another in terms of data technology.
  • the data connection can be implemented via cables or via a radio or WLAN connection.
  • the two pairs of sensors (pair 1: first and second sensors) and (pair 2: third and fourth sensors) are spatially spaced from one another. This means that the sensor pairs cannot negatively influence each other.
  • the first sensor is a temperature sensor and the second sensor is a distance sensor.
  • Sources of danger for example due to heating when high currents are transmitted, can be detected at an early stage using the temperature sensor.
  • the distance sensor can, for example, detect incorrect insertion of a connector into the interface.
  • the third sensor is a vibration and acceleration sensor and the fourth sensor is a moisture sensor. Predictions about the service life of the plug-in interface can be made using the data provided by the vibration sensor.
  • the data from the moisture sensor can be used to detect at an early stage that, for example, the seals in the area of the plug-in interface are weakening or that moisture is penetrating the cable hose between two plug-in interfaces. Moisture can cause the contact elements of the plug connection to corrode and fail prematurely. Appropriate measures can then be initiated at an early stage to eliminate the leak.
  • the data from all sensors allows maintenance to be carried out as needed will be realized. A preventative replacement of the plug interface is no longer necessary.
  • the sensor box preferably has means with which the data from the first sensor, the second sensor, the third sensor and the fourth sensor can be recorded, stored and forwarded.
  • the means are computer hardware that has a processor and a memory chip.
  • the data is advantageously processed in the sensor box by providing it with a suitable voice protocol.
  • the voice protocol is adapted to the respective recipients.
  • a WiFi module is provided on the sensor box to send the data, so that the data or the processed data can be sent via WiFi.
  • the sensor box can be accessed from outside and the data can be retrieved through such a retrieval.
  • the data is encrypted according to the current security criteria.
  • An authorized third party has the key to decrypt the data.
  • the sensor box has the appropriate hardware and software.
  • the plug-in interface of the feedthrough housing therefore has an RFID transponder.
  • the connector to be plugged into the respective plug interface could be equipped with an RFID reader.
  • the first data supplied by the sensors to the sensor box and the second data generated by the sensors of the sensor box are stored or processed in the sensor box and forwarded.
  • the stored or generated data can be used, for example, to create a wear profile of the train or wagons and to draw conclusions about a possible operational failure.
  • the first and second data are sent together from the sensor box to a switch.
  • a suitable switch infrastructure is provided for this.
  • the data is processed in or by the sensor box by providing it with an appropriate voice protocol.
  • voice protocols are stored or available in the sensor box. This ensures reliable network communication, even with different (voice) participants.
  • Data from multiple feedthrough enclosures can converge in a switch.
  • a wagon of a train has several bushing housings and accordingly several Plug-in interfaces. All data from these feedthrough housings come together in a switch.
  • the first and second data are sent from the switch to a central evaluation unit and/or a central monitoring point.
  • the central evaluation unit can be located on the train.
  • the train or its control unit has suitable hardware and software for this.
  • the central monitoring point can be mapped decentrally through a train operator's building that is equipped with appropriate computer technology.
  • the central evaluation unit calculates or simulates a digital twin of the train comprising several wagons from the first and second data.
  • the digital twin can be displayed on the train.
  • operating parameters can be monitored.
  • measures can be taken at an early stage to prevent operational failures, for example of the Internet connection for rail customers.
  • the digital twin can be used by the central monitoring center, for example, to generate effective maintenance plans and avoid train cancellations as preventively as possible.
  • the Figure 1 shows a perspective view of a feedthrough housing 1, which is intended for installation in a wagon 8, 8 ', 8" of a train.
  • the feedthrough housing 1 has two recesses 2, 2', in each of which a plug-in interface 4 can be installed.
  • the plug-in interface 4 essentially consists of a holding frame 6, in which various plug-in connector modules 5, 5' are installed.
  • a first sensor, a temperature sensor, and a second sensor, a distance sensor, are integrated into the plug-in interface 4.
  • the sensors are included for representational reasons Figure 2 not shown in detail.
  • a conductor bushing 3 is provided in the bushing housing. As a result, the lines are inserted into the bushing housing 1, which are ultimately connected to the plug-in interface 4.
  • a sensor box 7 is arranged in the feedthrough housing 1.
  • a third sensor, a vibration and acceleration sensor, and a fourth sensor, a moisture sensor, are arranged in the sensor box 7.
  • the sensor box 7 is connected to the plug interface(s) 4 for data purposes, for example via an electrical line. All data, including that of the plug-in interface 4, comes together in the sensor box.
  • the sensor box 7 includes computer hardware so that the collected and generated data can be stored and processed. In addition, the sensor box 7 is able to send the data within a network, for example via WLAN.
  • the data is prepared using a language protocol required for this purpose.
  • Various different language protocols are stored in the memory of the sensor box 7, so that the sensor box 7 can communicate with different network participants.
  • the data (all sensor data) is forwarded via a switch infrastructure 11, 11 ', 11" to a central evaluation unit 12 in the train and/or to a central monitoring point 13.
  • a digital twin of the network of the electric train is created 9, along with wagons 8, 8', 8", calculated.
  • the train's central evaluation unit is located in the driver's cab. Here you can directly monitor whether all sensor parameters are within the normal range.
  • FIG 3 a schematic representation of a train 9 with individual wagons 8, 8', 8" can be seen.
  • Each wagon 8, 8', 8" has a plurality of the lead-through housings 1 described above.
  • the individual wagons 8, 8', 8" are coupled to one another via the interfaces 4 of the feedthrough housing 1 via a line 10.
  • a plurality of lines 10 run from the feedthrough housing 1 to the feedthrough housing 1, which are usually embedded in a hose.
  • the sensor data generated in the feedthrough housing 1 are routed to a switch 11, 11', 11" via the sensor box 7.
  • the data is forwarded via suitable data lines 14, which are not described further.
  • each wagon 8, 8', 8" has its own switch 11, 11', 11".
  • the data is forwarded via the switch 11, 11', 11" to a central evaluation unit 12 in train 9 and to a central monitoring point 13.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Durchführungsgehäuse, welches im Bahnbereich eingesetzt wird, wobei das Durchführungsgehäuse (1) zumindest eine Steckschnittstelle (4) aufweist, die Steckverbindermodule (5, 5') aufweist, wobei die Steckschnittstelle (4) außerdem zumindest zwei Sensoren, einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor, aufweist, wobei das Durchführungsgehäuse eine Sensorbox (7) aufweist, welche zumindest zwei Sensoren, einen dritten Sensor und einen vierten Sensor, aufweist. Im Verfahren zur ganzheitlichen Überwachung von mehreren Steckschnittstellen (4) der Wagons (8, 8', 8") eines Zuges 9 ist vorgesehen:a. dass von den Steckschnittstellen (4) jeweils erste Daten von jeweils mehreren Sensoren generiert werden,b. wobei die an den jeweiligen Steckschnittstellen (4) generierten ersten Daten an eine mit der Steckschnittstelle (4) datentechnisch verbundene Sensorbox (7) gesendet werden,c. wobei von den Sensoren der Sensorbox (7) zweite Daten generiert werden,d. wobei die ersten und zweiten Daten gemeinsam von der Sensorbox (7) über eine Switchinfrastruktur (11, 11', 11 ") zu einer zentralen Auswerteeinheit (12) und/oder zu einer zentralen Überwachungsstelle (13) gesendet werden,e. wobei von der zentralen Auswerteeinheit und/oder von der zentralen Überwachungsstelle (13) aus den ersten und zweiten Daten ein digitaler Zwilling des mehrere Wagons (8, 8', 8") umfassenden Zuges (9) errechnet wird.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem sensorüberwachten Durchführungsgehäuse zum Einbau in einen Wagon eines Zuges nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
  • Derartige Steckschnittstellen sind insbesondere in Durchführungsgehäusen integriert. Durchführungsgehäuse werden benötigt, um Leitungen bzw. Kabel aus einem geschlossenen Bereich heraus in einen anderen Bereich zu führen oder umgekehrt.
    • Stand der Technik
  • Die DE 102 30 379 A1 zeigt eine Elektrokontaktkupplung, umfassend ein erstes und ein zweites Kontaktträgergehäuse, die jeweils einen ersten bzw. zweiten Kontaktträger für erste bzw. zweite Kontaktelemente aufnehmen, die beim Einkuppeln in elektrischen Kontakt miteinander treten.
  • Die EP 2 746 129 A1 zeigt eine Steckerverbindungseinheit geeignet für den Einsatz in einer Elektrokontakt-Kupplung eines schienengebundenen Fahrzeugs, insbesondere Zug, zur Verbindung einer Vielzahl von Kabeln zweier Fahrzeugteile, zur Übertragung elektrischer Impulse und/oder Leistungen, umfassend einen Träger und eine Vielzahl daran befestigter Kontakte.
  • Die DE 10 2013 016550 A1 zeigt eine elektrische Koppelungseinheit für eine elektrische Steckverbindung, insbesondere ein Ladestecker für ein Elektrofahrzeug, umfassend einen Steckverbinder mit zumindest zwei Kontaktelementen und ein Sensormodul zur Übermittlung von im Rahmen der Überwachung gewonnenen Informationen.
  • Die DE 10 2010 052667 A1 zeigt eine Vorrichtung zur Erfassung von Störungen einer Rollbewegung eines Wagonrades eines Zuges umfassend eine einen Vibrationssensor umfassende Auswerteeinheit.
  • Die WO 03/029059 A1 zeigt einen Entgleisungsdetektor für ein Fahrzeug, der in einem Gehäuse zur Befestigung an dem Fahrzeug angeordnet ist.
  • Die DE 10 2005 022 281 A1 zeigt eine elektronische Einheit umfassend ein Gehäuse, einen in dem Gehäuse aufgenommenen elektronischen Schaltkreis, einen an dem Gehäuse angesetzten Verbinder, wobei der Verbinder Signalanschlüsse aufweist, die mit dem elektronischen Schaltkreis verbunden sind, und ein RFID-Etikett mit einer Antennenvorrichtung, welches an dem Verbinder angebracht ist.
  • Die EP 2 845 277 A2 zeigt ein Durchführungsgehäuse. Das Durchführungsgehäuse weist eine Steckschnittstelle auf, die Kontaktelemente zur Strom- und/oder Signalübertragung aufweist. An die Steckschnittstelle kann ein Steckverbinder angeschlossen werden.
  • Derartige Durchführungsgehäuse werden insbesondere im Bahnbereich eingesetzt, um die Wagons eines Zuges untereinander mit Leitungen zu verbinden. Die Leitungen können stromführend sein. Es sind in der Regel aber auch signalführende Leitungen (LWL-Leitungen) vorgesehen.
  • Die Steckschnittstellen zwischen den Wagons müssen regelmäßig revidiert und ggf. vorsorglich ausgetauscht werden. Dadurch entstehen hohe Wartungskosten.
  • Das Deutsche Patent- und Markenamt hat in der Prioritätsanmeldung zu vorliegender Anmeldung den folgenden Stand der Technik recherchiert: WO 2013/169650 A1 und WO 2015/148042 A1 .
    • Aufgabenstellung
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin Steckschnittstellen für Wagons eines Zuges bereitzustellen, deren Wartungsaufwand gering ist und die gleichzeitig zuverlässig sind.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.
  • Das sensorüberwachte Durchführungsgehäuse weist zumindest eine Steckschnittstelle auf. Die Steckschnittstelle besteht im Wesentlichen aus einer im Durchführungsgehäuse befindlichen Ausnehmung, in welcher ein mit Steckverbindermodulen bestückter Halterahmen eingebaut ist. Aus der Druckschrift EP 0 860 906 B1 ist ein solcher Halterahmen zur Halterung von Steckverbindermodulen und zum Einbau in die besagten Ausnehmungen bekannt.
  • Die Steckverbindermodule weisen Kontaktelemente auf. Die Kontaktelemente dienen zur Strom- und/oder Signalübertragung. Außerdem weist die Steckschnittstelle zumindest zwei Sensoren, einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor, auf. Die Sensoren können beispielsweise ebenfalls in Steckverbindermodulen integriert sein. Alternativ kann die Steckschnittstelle lediglich über Leitungen mit externen Sensoren verbunden sein, die sich beispielsweise in der Nähe des Fahrwerks des Wagons befinden.
  • Im Durchführungsgehäuse ist eine Sensorbox angeordnet. Innerhalb der Sensorbox sind wiederum zumindest zwei Sensoren, ein dritter Sensor und ein vierter Sensor, angeordnet.
  • Vorteilhafterweise sind die Steckschnittstelle und die Sensorbox datentechnisch miteinander verbunden. Die datentechnische Verbindung kann über Leitungen oder über eine Funk- bzw. WLAN-Verbindung realisiert sein. Die Beiden Sensorpaare (Paar 1: erster und zweiter Sensor) und (Paar 2: dritter und vierter Sensor) sind örtlich voneinander beabstandet. Dadurch können sich die Sensorpaare nicht gegenseitig negativ beeinflussen.
  • Vorzugsweise handelt es sich beim ersten Sensor um einen Temperatursensor und beim zweiten Sensor um einen Distanzsensor. Über den Temperatursensor können Gefahrenquellen, beispielsweise durch eine Erwärmung bei der Übertragung hoher Ströme, frühzeitig detektiert werden. Der Distanzsensor kann beispielsweise eine unkorrekte Steckung eines Steckverbinders in die Schnittstelle detektieren.
  • Es ist vorteilhaft, wenn es sich beim dritten Sensor um einen Vibrations- und Beschleunigungssensor und beim vierten Sensor um einen Feuchtigkeitssensor handelt. Über die vom Vibrationssensor gelieferten Daten können Voraussagen über die Lebensdauer der Steckschnittstelle getroffen werden. Durch die Daten des Feuchtigkeitssensors kann frühzeitig erkannt werden, dass beispielsweise die Dichtungen im Bereich der Steckschnittstelle nachlassen oder das Feuchtigkeit in den Kabelschlauch zwischen zwei Steckschnittstellen eindringt. Durch Feuchtigkeit können die Kontaktelemente der Steckverbindung frühzeitig korrodieren und ausfallen. Hier können dann frühzeitig geeignete Maßnahmen eingeleitet werden das Dichtigkeitsleck zu beheben. Durch die Daten aller Sensoren kann ein bedarfsgerechter Wartungsaufwand realisiert werden. Ein präventiver Austausch der Steckschnittstelle ist nicht mehr notwendig.
  • Bevorzugterweise weist die Sensorbox Mittel auf, mit denen die Daten des ersten Sensors, des zweiten Sensors, des dritten Sensors und des vierten Sensors erfassbar, speicherbar und weiterversendbar sind. Bei den Mitteln handelt es sich um eine Computerhardware, die einen Prozessor und einen Speicherbaustein aufweist. Die Daten werden vorteilhafterweise in der Sensorbox aufbereitet, indem Sie mit einem passenden Sprachprotokoll versehen werden. Das Sprachprotokoll ist an die jeweiligen Empfänger angepasst. Zum Versenden der Daten ist an der Sensorbox beispielsweise ein Wifi-Modul vorgesehen, so dass die Daten bzw. die aufbereiteten Daten per WLAN verschickt werden können.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn von außen auf die Sensorbox zugegriffen werden kann und die Daten durch einen solchen Abruf abgerufen werden können. Die Daten sind dabei nach den aktuellen Sicherheitskriterien verschlüsselt. Ein autorisierter Dritter verfügt über den Schlüssel zur Entschlüsselung der Daten. Die Sensorbox verfügt in diesem Fall über die geeignete Hard- und Software.
  • Bei der Revision eines Zuges und dessen Wagons, werden die über die Steckschnittstellen verbundenen Wagons voneinander getrennt. Es ist sicherzustellen, dass die Steckverbinder, nebst dazwischen befindlichen Leitungen, anschließend wieder an die richtige Steckschnittstelle angeschlossen werden. In einer vorteilhaften Variante der Erfindung weist die Steckschnittstelle des Durchführungsgehäuses daher einen RFID-Transponder auf. Der an die jeweilige Steckschnittstelle zu steckende Steckverbinder könnte entsprechend mit einem RFID-Reader ausgestattet sein. Beim Stecken kann so festgestellt werden, ob der Steckverbinder an die richtige Steckschnittstelle gesteckt wurde.
  • Die Steckschnittstellen der Durchführungsgehäuse können wie folgt überwacht werden:
    1. a. Zunächst werden von den Steckschnittstellen der Durchführungsgehäuse jeweils erste Daten von jeweils mehreren Sensoren generiert.
    2. b. Anschließend werden die an den jeweiligen Steckschnittstellen generierten ersten Daten an eine mit der Steckschnittstelle datentechnisch verbundene und im Durchführungsgehäuse angeordnete Sensorbox gesendet.
    3. c. Von den in der Sensorbox angeordneten Sensoren werden zeitgleich zweite Daten generiert.
  • Die von den Sensoren an die Sensorbox gelieferten ersten Daten und die von den Sensoren der Sensorbox generierten zweiten Daten werden in der Sensorbox gespeichert bzw. verarbeitet und weitergeleitet. Die gespeicherten bzw. erzeugten Daten können beispielsweise dazu genutzt werden, um ein Verschleißprofil des Zuges bzw. der Wagons zu erstellen und Ableitungen für einen möglichen Betriebsausfall daraus zu ziehen.
    d. Die ersten und zweiten Daten werden gemeinsam von der Sensorbox an einen Switch gesendet.
  • Dafür ist eine geeignete Switchinfrastruktur vorgesehen.
  • Die Daten werden in bzw. von der Sensorbox aufbereitet, indem Sie mit einem passenden Sprachprotokoll versehen werden. In der Sensorbox sind dazu eine Vielzahl von Sprachprotokollen gespeichert bzw. verfügbar. Dadurch wird eine zuverlässige Netzwerkkommunikation, auch mit unterschiedlichen (Sprach)Teilnehmern, gewährleistet.
  • In einem Switch können Daten mehrerer Durchführungsgehäuse zusammenlaufen. In der Regel weist ein Wagon eines Zuges mehrere Durchführungsgehäuse und entsprechend dazu mehrere Steckschnittstellen auf. Alle Daten dieser Durchführungsgehäuse laufen in einem Switch zusammen.
  • Die ersten und zweiten Daten werden von dem Switch zu einer zentralen Auswerteeinheit und/oder einer zentralen Überwachungsstelle gesendet.
  • Die zentrale Auswerteeinheit kann sich im Zug befinden. Der Zug bzw. dessen Steuereinheit weist dafür eine geeignete Hard- und Software auf. Die zentrale Überwachungsstelle kann durch ein entsprechend computertechnisch ausgestattetes Gebäude des Zugbetreibers dezentral abgebildet werden.
    e. Von der zentralen Auswerteeinheit wird aus den ersten und zweiten Daten ein digitaler Zwilling des mehrere Wagons umfassenden Zuges errechnet bzw. simuliert.
  • Der digitale Zwilling kann einerseits im Zug dargestellt werden. In diesem Fall können Betriebsparameter überwacht werden. Im Idealfall können frühzeitig Maßnahmen gegen einen Betriebsausfall, beispielsweise der Internetverbindung für die Bahnkunden, eingeleitet werden. Der digitale Zwilling kann von der zentralen Überwachungsstelle beispielsweise dazu genutzt werden, um effektive Wartungspläne zu generieren und Zugausfälle möglichst präventiv zu vermeiden.
    • Ausführungsbeispiel
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine perspektivische Darstellung eines Durchführungsgehäuse,
    Fig. 2
    eine Draufsicht einer Steckschnittstelle zum Einbau in das Durchführungsgehäuse und
    Fig. 3
    eine schematische Darstellung eines Zuges.
  • Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente könnten unterschiedlich skaliert sein.
  • Die Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Durchführungsgehäuses 1, welches zum Einbau in einen Wagon 8, 8', 8" eines Zuges vorgesehen ist. Das Durchführungsgehäuse 1 weist zwei Ausnehmungen 2, 2' auf, in welchen jeweils eine Steckschnittstelle 4 eingebaut werden kann.
  • Die Steckschnittstelle 4 besteht im Wesentlichen aus einem Halterahmen 6, in welchem verschiedene Steckverbindermodule 5, 5' eingebaut sind. In die Steckschnittstelle 4 ist ein erster Sensor, ein Temperatursensor, und ein zweiter Sensor, ein Distanzsensor, integriert. Die Sensoren werden aus darstellerischen Gründen in Figur 2 nicht detailliert gezeigt.
  • Im Durchführungsgehäuse ist eine Leiterdurchführung 3 vorgesehen. Hierdurch werden die Leitungen in das Durchführungsgehäuse 1 eingeführt, die letztendlich mit der Steckschnittstelle 4 verbunden werden.
  • Im Durchführungsgehäuse 1 ist eine Sensorbox 7 angeordnet. In der Sensorbox 7 ist ein dritter Sensor, ein Vibrations- und Beschleunigungssensor, und ein vierter Sensor, ein Feuchtigkeitssensor, angeordnet. Die Sensorbox 7 ist datentechnisch, beispielsweise über eine elektrische Leitung, mit der bzw. den Steckschnittstellen 4 verbunden. In der Sensorbox laufen alle Daten, auch die der Steckschnittstelle 4, zusammen. Die Sensorbox 7 umfasst eine Computerhardware, so dass die gesammelten und generierten Daten gespeichert und verarbeitet werden können. Außerdem ist die Sensorbox 7 in der Lage die Daten innerhalb eines Netzwerks, beispielsweise per WLAN, zu versenden.
  • Zuvor werden die Daten mit einem dafür benötigten Sprachprotokoll aufbereitet. Im Speicher der Sensorbox 7 sind diverse unterschiedliche Sprachprotokolle hinterlegt, so dass die Sensorbox 7 mit unterschiedlichen Netzteilnehmern kommunizieren kann.
  • Von der Sensorbox 7 werden die Daten (alle Sensordaten) über eine Switchinfrastruktur 11, 11', 11" an eine zentrale Auswerteeinheit 12 im Zug und/oder an eine zentrale Überwachungsstelle 13 weiterleitet. An diesen Stellen wird ein digitaler Zwilling der Vernetzung des elektrischen Zuges 9, nebst Wagons 8, 8', 8", errechnet. Die zentrale Auswerteeinheit des Zuges befindet sich beispielsweise im Führerhaus. Hier kann direkt überwacht werden, ob sich alle Sensorparameter im Normbereich befinden.
  • In Figur 3 ist eine schematische Darstellung eines Zuges 9 mit einzelnen Wagons 8, 8', 8" zu sehen. Jeder Wagon 8, 8', 8" verfügt über eine Mehrzahl von den oben beschriebenen Durchführungsgehäusen 1. Die einzelnen Wagons 8, 8', 8" sind über die Schnittstellen 4 der Durchführungsgehäuse 1 über eine Leitung 10 miteinander gekoppelt. In der Regel verlaufen eine Mehrzahl von Leitungen 10 von Durchführungsgehäuse 1 zu Durchführungsgehäuse 1, die in der Regel in einem Schlauch eingebettet sind. Hier ist lediglich jeweils nur eine Leitung 10 aus darstellerischen Gründen gezeigt.
  • Die im Durchführungsgehäuse 1 generierten Sensordaten werden, über die Sensorbox 7, an einen Switch 11, 11', 11" geleitet. Die Datenweiterleitung erfolgt über geeignete Datenleitungen 14, die nicht weiter beschrieben werden. In der Regel weist jeder Wagon 8, 8', 8" einen eigenen Switch 11, 11', 11" auf. Über den Switch 11, 11', 11" werden die Daten an eine zentrale Auswerteeinheit 12 im Zug 9 und an eine zentrale Überwachungsstelle 13 weiterleitet.
  • Sollten einzelne Parameter bzw. Messwerte den Normbereich verlassen, können schnell Maßnahmen dagegen eingeleitet werden. In der Regel sind diese Maßnahmen innerhalb des Zuges 9 jedoch beschränkt. Daher macht es Sinn, einen digitalen Zwilling des Zuges 9 auch an einer zentralen Überwachungsstelle 13 des Zugbetreibers, beispielweise der Deutschen Bahn, zu überwachen und daraus Ableitungen für die Wartung des Zuges 9 zu treffen. So können Systeme des Zuges 9 präventiv revidiert werden, wodurch die Zuverlässigkeit des Zuges 9 erhöht wird.
  • Auch wenn in den Figuren verschiedene Aspekte oder Merkmale der Erfindung jeweils in Kombination gezeigt sind, ist für den Fachmann - soweit nicht anders angegeben - ersichtlich, dass die dargestellten und diskutierten Kombinationen nicht die einzig möglichen sind. Insbesondere können einander entsprechende Einheiten oder Merkmalskomplexe aus unterschiedlichen Ausführungsbeispielen miteinander ausgetauscht werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Durchführungsgehäuse
    3
    Leiterdurchführung
    4
    Steckschnittstelle
    5
    Steckverbindermodul
    6
    Halterahmen
    7
    Sensorbox
    8
    Wagon
    9
    Zug
    10
    Leitung
    11
    Switch
    12
    Zentrale Auswerteeinheit
    13
    Zentrale Überwachungsstelle
    14
    Datenleitung

Claims (7)

  1. Durchführungsgehäuse für den Einbau in einen Wagon eines Zuges,
    - wobei das Durchführungsgehäuse (1) zumindest eine Steckschnittstelle (4) aufweist, die Steckverbindermodule (5, 5') aufweist, wobei die Steckschnittstelle (4) außerdem zumindest zwei Sensoren, einen ersten Sensor und einen zweiten Sensor, aufweist,
    - wobei das Durchführungsgehäuse eine Sensorbox (7) aufweist, welche zumindest zwei Sensoren, einen dritten Sensor und einen vierten Sensor, aufweist.
  2. Durchführungsgehäuse nach Anspruch 1
    dadurch gekennzeichnet, dass
    es sich beim ersten Sensor um einen Temperatursensor und beim zweiten Sensor um einen Distanzsensor handelt.
  3. Durchführungsgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    es sich beim dritten Sensor um einen Vibrations- und Beschleunigungssensor und beim vierten Sensor um einen Feuchtigkeitssensor handelt.
  4. Durchführungsgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steckschnittstelle (4) und die Sensorbox (7) über eine Datenleitung oder eine Funkverbindung miteinander verbunden sind.
  5. Durchführungsgehäuse nach vorstehendem Anspruch
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Sensorbox (7) Mittel aufweist mit denen die Daten des ersten Sensors, des zweiten Sensors, des dritten Sensors und des vierten Sensors erfassbar, speicherbar und weiterversendbar sind.
  6. Durchführungsgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der erste und zweite Sensor örtlich vom dritten und vierten Sensor beabstandet sind.
  7. Durchführungsgehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Steckschnittstelle (4) des Durchführungsgehäuses einen RFID-Transponder aufweist.
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